高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題16 酶的研究與應(yīng)用課件.ppt

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考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,專題16 酶的研究與應(yīng)用,高考考法突破,考法1 酶在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,1．果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 (1)果膠和果膠酶的作用 ①果膠 a．果膠的成分：果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。 b．果膠與果汁加工：果膠影響出汁率，使果汁渾濁。 ②果膠酶 a．成分：果膠酶并不是特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠酯酶和果膠分解酶。 b．作用：將果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，使出汁率提高，也使渾濁的果汁變得澄清。,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,(2)酶的活性與影響酶活性的因素 ①酶的活性：是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。 ②酶活性的表示方法 a．酶活性的高低可以用在一定條件下酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來表示。 b．在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中，酶反應(yīng)速度用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示。 ③影響酶活性的因素：溫度、pH和酶的抑制劑等。,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,返回考點(diǎn)目錄,2．加酶洗衣粉在洗滌中的作用 (1)加酶洗衣粉：指含酶制劑的洗衣粉。 (2)酶制劑的種類與洗滌原理,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,高考考法突破,角度1 影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)及處理方法 1．影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì) 纖維素和果膠是組成水果的重要物質(zhì)，這兩種物質(zhì)的存在使制作果汁時(shí)存在兩個(gè)問題：一是果肉的出汁率低，耗時(shí)長；二是榨取的果汁渾濁、黏度高、容易發(fā)生沉淀。 2．處理方法——酶解法 果膠酶與纖維素酶的比較,考法1 酶在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,高考考法突破,角度2 探究影響果膠酶活性因素的實(shí)驗(yàn)分析 1．實(shí)驗(yàn)原則：遵循單一變量原則、對(duì)照原則，嚴(yán)格控制變量，盡量減少無關(guān)變量的影響。 2．實(shí)驗(yàn)原理：果膠酶活性受溫度、pH和酶抑制劑的影響，在最適溫度或pH時(shí)，其活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性大小呈正相關(guān)。 3．實(shí)驗(yàn)流程,各取一支，分9組分別放入30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃、65 ℃、70 ℃的恒溫水浴中加熱(或各取一支，分5組調(diào)節(jié)蘋果泥和果膠酶的pH為5、6、7、8、9置于同一適宜的恒溫水浴中),考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,高考考法突破,4．三個(gè)實(shí)驗(yàn)的變量分析,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,角度3 探究果膠酶的用量 1．原理提示：本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)探究性的定量實(shí)驗(yàn)，所測(cè)出的最適用量是在本實(shí)驗(yàn)的溫度、pH條件下測(cè)出的，因而果膠酶的最適用量應(yīng)標(biāo)明溫度和pH。 2．確定最適用量的方法：如果隨酶濃度的增加，過濾到的果汁的體積也增加，說明酶的用量不足；當(dāng)酶的濃度增加到某個(gè)值后，再增加酶的用量，過濾到的果汁的體積不再改變，說明酶的用量已經(jīng)足夠，這個(gè)值就是酶的最適用量。,高考考法突破,角度4 探究加酶洗衣粉的洗滌效果 1．探究不同溫度對(duì)加酶洗衣粉洗滌效果的影響 (1)實(shí)驗(yàn)變量：水溫，必須設(shè)置合適的溫度梯度。 (2)無關(guān)變量：水量與水質(zhì)、洗衣粉用量、衣物質(zhì)料與大小、浸泡與洗滌時(shí)間等，應(yīng)該保持不變。 2．探究不同種類洗衣粉對(duì)同一污漬或不同污漬的洗滌效果的實(shí)驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)原理：酶的催化作用具有專一性，復(fù)合酶洗衣粉加入的酶制劑種類較多，與單一加酶洗衣粉相比，對(duì)各種污漬都有較好的洗滌效果。 (2)實(shí)驗(yàn)變量 自變量：不同種類的加酶洗衣粉。 無關(guān)變量：其他條件相同且適宜(如溫度、pH等)。 (3)實(shí)驗(yàn)步驟,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,高考考法突破,3．探究加酶洗衣粉的洗滌效果 (1)判斷加酶洗衣粉洗滌效果的方法：可在洗滌后比較污漬的殘留狀況，如已消失、顏色變淺、面積縮小等。 (2)加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的原則是對(duì)照原則和單一變量原則，如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對(duì)衣物污漬的洗滌效果有何不同時(shí)， 洗衣粉的種類為自變量，其他條件完全一致；同時(shí)，普通洗衣粉處理污物與加酶洗衣粉處理污物形成對(duì)照。,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,本考點(diǎn)結(jié)束,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,高考考法突破,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,考法2 固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù),應(yīng)試基礎(chǔ)必備,1．固定化酶 (1)原理：將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使之成為不溶于水而又有酶的特性的制劑，易于回收，可以重復(fù)利用。 (2)特性：與游離酶相比較，穩(wěn)定性好，與底物和產(chǎn)物容易分離，易于控制，能反復(fù)多次使用；便于運(yùn)輸和貯存，有利于自動(dòng)化生產(chǎn)。 (3)固定化酶的制作方法：由酶的性質(zhì)和載體特性所決定，主要包括物理吸附法、化學(xué)結(jié)合法和包埋法等。 2．固定化細(xì)胞 (1)概念：利用物理或化學(xué)方法，將細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。 (2)優(yōu)點(diǎn)：制備容易、酶的活性高且穩(wěn)定。 (3)固定化技術(shù)：細(xì)胞一般采用包埋法進(jìn)行固定。 (4)應(yīng)用：固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵。 3．固定化酶和固定化細(xì)胞常用的材料 固定化酶常用多孔玻璃和離子交換樹脂等載體，而固定化細(xì)胞常用瓊脂糖、海藻酸鈉(鈣)、明膠和聚丙烯酰胺等。,考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,返回考點(diǎn)目錄,高考考法突破,角度1 直接使用酶、固定化酶、固定化細(xì)胞的比較,考法2 固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù),考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,高考考法突破,角度2 高果糖漿的生產(chǎn) 1．原理：葡萄糖在葡萄糖異構(gòu)酶的催化下轉(zhuǎn)化為果糖。 2．固定化反應(yīng)柱：酶固定在一種顆粒狀載體上，再將這些酶顆粒裝到柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板，酶顆粒無法通過小孔，而反應(yīng)溶液卻能自由出入。 3．生產(chǎn)過程：將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱下端流出。 4．反應(yīng)柱的特點(diǎn)：能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。 角度3 制備固定化酵母細(xì)胞及其發(fā)酵的實(shí)驗(yàn) 1．實(shí)驗(yàn)過程 第一步：酵母細(xì)胞的活化。使處于休眠狀態(tài)的酵母細(xì)胞重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)：稱取1 g干酵母，放入50 mL的小燒杯中，加入蒸餾水10 mL，用玻璃棒攪拌，使酵母細(xì)胞混合均勻，成糊狀，放置1 h左右，使其活化。 第二步：配制物質(zhì)的量濃度為0.05 mol/L的CaCl2溶液。稱取0.83 g無水CaCl2溶于150 mL蒸餾水中。 第三步：配制海藻酸鈉溶液。稱取0.7 g海藻酸鈉，放入50 mL小燒杯中，加入10 mL水，用酒精燈小火間斷加熱，邊加熱邊攪拌，至完全溶化，定容至10 mL。 第四步：海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合?；旌现昂Ｔ逅徕c溶液要冷卻至室溫，加入已活化的酵母細(xì)胞后進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，混合均勻后，再轉(zhuǎn)移至注射器中。 第五步：固定化酵母細(xì)胞。將混合液滴在CaCl2溶液中，形成凝膠珠，將這些凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30 min。,考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,高考考法突破,2．注意事項(xiàng) (1)酵母細(xì)胞的活化：酵母細(xì)胞活化一般需要0.5～1 h，需要提前做好準(zhǔn)備。此外，酵母細(xì)胞活化時(shí)體積會(huì)變大，因此活化前應(yīng)該選擇體積足夠大的容器。 (2)海藻酸鈉溶液的濃度：海藻酸鈉溶液濃度過高，將很難形成凝膠珠；濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)量少。這兩種情況都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果。 (3)海藻酸鈉溶液配制注意事項(xiàng)：對(duì)海藻酸鈉溶化時(shí)要小火間斷加熱，避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊；將溶化后的海藻酸鈉先冷卻至室溫，再與酵母細(xì)胞混合，避免高溫殺死酵母細(xì)胞；固定化酵母細(xì)胞時(shí)，應(yīng)將海藻酸鈉與酵母細(xì)胞的混合液用注射器緩慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影響凝膠珠的形成。 (4)CaCl2溶液的作用：使海藻酸鈉膠體發(fā)生聚沉，形成凝膠珠。,考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,第六步：沖洗。將固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2～3次。 第七步：發(fā)酵。將150 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移到200 mL的錐形瓶中，再加入固定好的酵母細(xì)胞，置于25 ℃下發(fā)酵24 h。,本考點(diǎn)結(jié)束,考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,